JPH07316705A

JPH07316705A - 配線材料

Info

Publication number: JPH07316705A
Application number: JP14083794A
Authority: JP
Inventors: Sumimaru Fujiwara; 澄丸藤原; Hiroshi Tamai; 宏玉井
Original assignee: RIYOUKA MASSEY KK
Current assignee: RIYOUKA MASSEY KK
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-12-05

Abstract

(57)【要約】【目的】比抵抗が小さく、機械的強度が高く、且つ、
耐熱性にも優れたアルミニウム合金から成る配線材料を
提供する。【構成】アルミニウム合金配線材料は、約０．１〜
０．３重量％のＳcを含み、残余がＡlと約０．０５重量
％以下の不純物とから成る。微量のＳcを添加すること
により、電気伝導度がほぼ純アルミニウムの電気伝導度
に等しく、室温下及び約２５０℃の高温環境下における
材料の引っ張り強さを大きくして機械的強度を改善す
る。また、この比率のＳcに加えて、Ｃu及び／又はＴi
を全体として約０．１〜１．０重量％添加することで、
配線材料の引っ張り強さを更に向上させる。特に、電気
自動車等の高温環境下での配線材料として好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配線材料に関し、特
に、航空機、自動車及び船舶等のための配線材料として
好適な、アルミニウムを主成分とする合金から成る耐熱
性配線材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機、自動車及び船舶等の装置では、
そのエネルギー効率に鑑み、これらに使用する配線材料
には、一般的に、電気伝導度が高い（即ち、比抵抗が小
さい）こと、機械的強度が高いこと、及び、重量が小さ
いことが望まれる。

【０００３】従来、航空機等の配線材料としては、前記
重量等の観点から、Ａl−Ｚr系合金或いは純アルミニウ
ム等のアルミニウム配線が用いられてきた。しかし、Ａ
l−Ｚr系合金は、材料としての引っ張り強さが大きいも
のの、比抵抗が高いため、特に起動時等の大電流によっ
て大量のジュール熱が発生し、このエネルギー損失に起
因して装置全体のエネルギー効率を低下させる問題があ
った。

【０００４】また、純アルミニウムは、比抵抗は低いも
のの、材料としての引っ張り強さが小さく、良好な機械
的強度を得るためには充分に大きな断面積を必要とす
る。このため、純アルミニウムを配線として使用する
と、配線の重量が増大して、装置の移動の際にやはりエ
ネルギー効率を低下させる要因となる。

【０００５】更に、上記Ａl−Ｚr系合金及び純アルミニ
ウム等のアルミニウム配線は、例えば約２５０℃を越え
る高温環境下では、いずれもアルミニウム自体が軟化す
るため、強度的な欠陥を有する。このため、配線の周囲
環境が高温になりがちな装置、例えば電気自動車では、
その高温環境下での配線の信頼性を確保することが困難
であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、特に電気
自動車等に使用する配線材料として、機械的強度が高い
こと、エネルギー効率が高いこと及び耐熱性が良好であ
ること等を満足する配線材料が従来から望まれている。
しかし、これら全てを必要な程度に満足する配線材料は
知られていなかった。

【０００７】本発明は、上記に鑑み、比抵抗が比較的小
さく、機械的強度が比較的高く、且つ、耐熱性にも優れ
た配線材料を提供し、もって電気自動車等に好適な配線
材料を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第１発明の配線材料は、約０．１〜０．３
重量％のＳcを含み、残余がＡlと約０．０５重量％以下
の不純物とから成ることを特徴とする。

【０００９】また、本発明の第２発明の配線材料は、Ｓ
cを約０．１〜０．３重量％、Ｃu及び／又はＴiを全体
として約０．１〜１．０重量％含み、残余がＡlと約
０．０５重量％以下の不純物とから成ることを特徴とす
る。

【００１０】本発明者らは、所定以上の純度を有するア
ルミニウムに、天然では殆どアルミニウムに含まれるこ
とがないスカンジウム（Ｓc）を特定の微量な割合で添
加して得られた合金では、アルミニウムの特長である高
い電気伝導度を維持しつつ、機械的強度が向上すると共
に耐熱性が改善されること、また、上記合金に微量の特
定割合のＣu及び／又はＴiを添加することにより、更に
機械的強度の向上及び耐熱性の改善が可能になることを
知見し、本発明を完成するに至った。かかる合金は、そ
の特性上から配線材料に特に適している。

【００１１】本発明の配線材料は、純アルミニウムの比
抵抗と同程度の比抵抗を有し、且つ、室温下及び高温環
境下での引っ張り強さが大きく向上するので、例えば電
気自動車のための配線材料として使用すると好適であ
る。電気自動車では、全体の重量を軽減してエネルギー
効率を向上させることが求められており、また、振動等
に耐えるに充分な機械的強度を得ると共に、特に高温環
境下での配線の信頼性の向上が求められている。

【００１２】本発明の第１発明の配線材料は、例えば、
純度が９９．９５％以上の純アルミニウムを使用し、こ
のアルミニウムに合金全体の重量比で約０．１〜約０．
３％のスカンジウム（Ｓc）を添加して得られる。ま
た、本発明の第２発明の配線材料は、上記純度のアルミ
ニウムに上記比率のＳcを添加することに加えて、Ｃuを
合金全体の重量比で全体として約０．１〜約１．０％添
加して、又は、その少なくとも一部をＴiで置き換え
て、所定組成のアルミニウム合金とすることで得られ
る。使用する純アルミニウムの純度が９９．９５％より
も低いと、得られた配線材料において好ましい電気伝導
度が得られない。純アルミニウムの不純物中に微量のＳ
cを含むことがあるが、特に微量であるため、ここでの
添加量に与える影響は無視できる。

【００１３】添加するＳc量が合金全体の重量比で約
０．１％未満であると機械的強度が充分に向上せず、ま
た、添加するＳc量が合金全体の重量比で約０．３％を
越えると比抵抗が大きくなるため、いずれも好ましくな
い。また、この範囲の比率のＡl−Ｓc合金中にＣu及び
／又はＴiを合金全体の重量比で全体として約０．１〜
約１％添加すると、電気伝導度の低下を実質的に伴うこ
となく、機械的強度及び耐熱性を更に向上させることが
できる。この場合、全体として約０．１重量％未満及び
約１重量％を越えるＣu及び／又はＴiの添加量では、有
意の改善効果が見られない。

【００１４】

【作用】本発明の配線材料は、Ａl及びＳcを、又は、こ
れに加えてＣu及び／又はＴiを夫々前記特定の比率で含
む構成を採用したことにより、純アルミニウムに比し
て、電気伝導度がさほど低下することなく、室温におけ
る引っ張り強さが大きく改善され、更に、例えば２５０
℃程度の高温環境下においても良好な引っ張り強さを維
持するという優れた耐熱性を有する。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例の配線材料と、従来から知ら
れている比較例の配線材料とを夫々試作して、それらの
比抵抗、室温下での引っ張り強さ、２５０℃の高温環境
下での引っ張り強さの各特性を測定して比較することと
した。実施例１の配線材料を成すアルミニウム合金の組
成としてＡl−０．１％Ｓcを、実施例２の配線材料を成
すアルミニウム合金の組成としてＡl−０．１５％Ｓc−
０．５％Ｃuを夫々採用し、また、比較例１の配線材料
として純度９９．９５％のＡlを、比較例２の配線材料
としてアルミニウム合金、Ａl−０．１％Ｚｒを夫々採
用した。なお、比率はいずれも重量％である。

【００１６】各試料は、鋳造後、圧下率５０％で塑性加
工を行ない、４００〜５００℃で約１時間の熱処理を行
なった。

【００１７】各試料の比抵抗の測定は、抵抗率測定装
置”ロレスタＡＰ”（三菱油化株式会社製）を用いて４
探針法により測定した。

【００１８】また、各試料の引っ張り強さは、室温及び
２５０℃の夫々において、ＪＩＳＺ２２４１に準じて実
施した。

【００１９】上記各実施例及び比較例についての各測定
結果を表−１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】表−１から容易に理解できるように、０．
１重量％のＳcを含むアルミニウム合金から成る実施例
１の配線材料は、その比抵抗が比較例１の純アルミニウ
ムの比抵抗とほぼ同程度であり、且つ、室温下での引っ
張り強さが純アルミニウムの引っ張り強さの３倍以上と
なっており、機械的強度が著しく向上している。更に、
比較例２のＡl−Ｚr合金に比しても、２５０℃の高温環
境下での引っ張り強度が約２倍と充分に耐熱性が改善さ
れていることが理解できる。

【００２２】また、０．１５重量％のＳcと０．５重量
％のＣuとを含むアルミニウム合金から成る実施例２の
配線材料では、その比抵抗が比較例１の純アルミニウム
の比抵抗とほぼ同程度であり、且つ、室温下での引っ張
り強さが純アルミニウムの引っ張り強さの約６倍となっ
ており、機械的強度が向上している。また、この実施例
２の配線材料の室温下での引っ張り強さは、比較例２の
Ａl−Ｚr合金から成る配線材料の室温下での引っ張り強
さと同程度であり、更に、２５０℃での高温環境下での
引っ張り強さは、同条件における比較例２の引っ張り強
さの３倍程度となっており、耐熱性が著しく向上してい
ることが理解できる。Ｃuの少なくとも一部をＴiに置き
換えても同様な効果が得られる。

【００２３】上記のように、本発明の配線材料は、電気
伝導度が高いためエネルギー損失が少なく、高いエネル
ギー効率を可能にする。また、室温下及び高温環境下で
の引っ張り強さも充分に大きいので、配線材料の断面積
を小さく抑えることができることから全体の重量が小さ
くなり、更にエネルギー効率が向上すると共に、高温環
境下において高い引っ張り強さが特に要求される電気自
動車の配線材料として採用すると、配線の信頼性の向上
が可能となる。

【００２４】なお、上記実施例の製法及び組成等の構成
は単に例示であり、本発明の配線材料は、上記実施例の
構成から種々の修正及び変更が可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の配線材料
は、比抵抗が純アルミニウムの比抵抗と同程度に小さ
く、また、室温下での引っ張り強さが純アルミニウムの
引っ張り強さより充分に大きく、且つ、高温環境下での
引っ張り強さがＡl−Ｚr系合金の引っ張り強さよりも充
分に大きいので、これを使用する装置におけるエネルギ
ー効率の向上と配線の信頼性確保との双方を可能にした
顕著な効果を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】約０．１〜０．３重量％のＳcを含み、
残余がＡlと約０．０５重量％以下の不純物とから成る
ことを特徴とする配線材料。
【請求項２】Ｓcを約０．１〜０．３重量％、Ｃu及び
／又はＴiを全体として約０．１〜１．０重量％含み、
残余がＡlと約０．０５重量％以下の不純物とから成る
ことを特徴とする配線材料。